病原體是水痘帶狀皰疹病毒(varicellazoster病毒，VZV)屬皰疹病毒，為雙鏈的脫氧核糖核酸(DNA)病毒。直徑為150～200nm，為有包膜的正20面體。該病毒在外界環境中生活力很弱，能被乙醚滅活。該病毒在感染的細胞核內增殖，且僅對人有傳染性，存在于患者皰疹的皰漿、血液和口腔分泌物中，傳染性強，接種于人胚羊膜等組織培養，可產生特異性細胞病變，在細胞核內有嗜酸性包涵體形成。
病毒糖蛋白共分5類(gpⅠ、gpⅡ、gpⅢ、gpⅣ和gpⅤ)，其中gpⅠ、gpⅡ和gpⅢ抗體具有中和病毒作用。近年對其血清型亞型及其糖蛋白Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ抗體有進一步的研究，有助于了解其免疫作用。
病毒先在鼻咽部繁殖，然后侵入血液，可能在單核吞噬細胞中復制，并向全身擴散，故病毒血癥是全身癥狀和皮膚粘膜發疹的基礎。病變主要在皮膚的棘狀細胞層，呈退行性變性及細胞內水腫，形成囊狀細胞，核內有嗜酸性包涵體。囊狀細胞或多核巨細胞裂解及組織液滲入后，即形成皰疹。
真皮有毛細血管擴張和單核細胞浸潤。粘膜病變與皮疹類似，但皰疹常破裂形成小潰瘍。此外，在個別死亡病例尸檢中，發現許多臟器如食管、肝、胰、腎盂、輸尿管、膀胱、腎上腺等有小灶和結節狀實變區，伴多個出血灶，鏡下見肺間質的滲出液主要為紅細胞、纖維素及含嗜酸性小體的多核巨細胞。水痘腦炎與麻疹腦炎和其他感染后腦炎相似，表現為血管周圍的脫髓鞘改變。
病人是唯一的傳染源，自發病前1～2天至皮疹干燥結痂為止，均有傳染性。主要通過飛沫和接觸傳染，傳染性很強，在小兒集體機構中接觸后，易感者80%～90%發病，因此必須嚴密隔離。任何年齡均可感染，嬰幼兒和學齡前兒童發病較多，6個月以下的嬰兒較少見，但新生兒亦可患病。孕婦患水痘時，胎兒可被感染甚至形成先天性水痘綜合癥。偶見成人患者。本病全年均可發生，以冬、春兩季較多，一次患病后，可獲得持久免疫，再次得病者極少。